雙參數(shù)彈性地基上分布隨從力作用下帶裂紋懸臂輸流管道的穩(wěn)定性
本文關(guān)鍵詞:雙參數(shù)彈性地基上分布隨從力作用下帶裂紋懸臂輸流管道的穩(wěn)定性,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:現(xiàn)代社會工業(yè)的發(fā)展和進步,輸流管道作為一種重要的運輸工具被廣泛運用于石油,化工等重要工程領(lǐng)域。隨之而來的安全和耐久問題也日益突出,如果這些問題不能很好處理將會給我們帶來人員傷亡和財產(chǎn)損失。近年來由于輸流管道的穩(wěn)定性問題等產(chǎn)生的事故屢屢發(fā)生,因而對輸流管道穩(wěn)定性的研究非常有必要,同時在工程設(shè)計和運行方面具有重大的實際意義。論文主要采用復模態(tài)法、矩陣傳遞法和Galerkin法等分析了雙參數(shù)地基上考慮分布隨從力時地基剛度對懸臂輸流管道的穩(wěn)定性的影響及裂紋位置、深度對懸臂輸流管道振動特性的影響。論文主要內(nèi)容和成果如下:1.通過對懸臂管道系統(tǒng)模型進行微元受力分析并化簡,進而得到了雙參數(shù)地基上懸臂管道受分布隨從力作用時的運動微分方程,然后對其進行無量綱化。2.運用復模態(tài)法求解無量綱運動微分方程進得相應的模態(tài)函數(shù),計算出系統(tǒng)無裂紋時第一、二階固有頻率和流速的關(guān)系,同時考慮不同地基剛度與質(zhì)量比對整個懸臂管道系統(tǒng)振動狀態(tài)的作用。3.運用矩陣傳遞法算出系統(tǒng)無裂紋時頻率方程并對它進行求解。研究了懸臂管道系統(tǒng)在其他參數(shù)一定時地基剛度取不同值情況下分布隨從力對系統(tǒng)發(fā)生顫振失穩(wěn)時臨界流速影響,同時得出流速、分布隨從力、地基剛度、質(zhì)量比等參數(shù)對懸臂管道系統(tǒng)復頻率作用情況,分析了管道穩(wěn)定情況。4.通過對裂紋部分的簡化處理并結(jié)合邊界條件得出裂紋處的局部傳遞矩陣,然后將其化為整體的傳遞矩陣。通過計算得到含裂紋懸臂輸流管道的模態(tài)函數(shù)和固有頻率,還算出裂紋位置和深度不同值時系統(tǒng)的第一階特征頻率。5.通過對特征頻率方程求解,得出考慮不同裂紋位置時分布隨從力對管道系統(tǒng)失穩(wěn)臨界流速影響情況,得到地基剛度、質(zhì)量比、分布隨從力、無量綱流速、裂紋位置和深度影響下復頻率的變化,進而分析管道系統(tǒng)的穩(wěn)定性。重點分析了裂紋相關(guān)參數(shù)的改變對管道系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響。
【關(guān)鍵詞】:懸臂 雙參數(shù)地基 隨從力 穩(wěn)定性 裂紋
【學位授予單位】:南華大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:U173.91
【目錄】:
- 摘要4-6
- Abstract6-10
- 第一章 緒論10-20
- 1.1 研究背景和意義10-12
- 1.2 國內(nèi)外研究況12-18
- 1.2.1 輸流管道的裂紋12-14
- 1.2.2 雙參數(shù)地基14-15
- 1.2.3 分布隨從力15-16
- 1.2.4 輸流管相關(guān)計算方法16-18
- 1.3 本論文主要工作18-20
- 第二章 雙參數(shù)地基上分布隨從力下懸臂管道的計算模型20-26
- 2.1 引言20
- 2.2 運動微分方程的推導20-25
- 2.2.1 流體和管道微元體受力分析20-24
- 2.2.2 雙參數(shù)地基模型24-25
- 2.3 小結(jié)25-26
- 第三章 雙參數(shù)地基上分布隨從力下管道的模態(tài)和固有頻率26-32
- 3.1 引言26
- 3.2 運動方程26
- 3.3 運動方程求解26-28
- 3.4 數(shù)值結(jié)果分析28-31
- 3.5 小結(jié)31-32
- 第四章 分布隨從力作用下雙參數(shù)地基上懸臂管道的穩(wěn)定性32-44
- 4.1 引言32
- 4.2 運動方程求解32-34
- 4.3 計算結(jié)果與分析34-43
- 4.3.1 顫振失穩(wěn)臨界流速34
- 4.3.2 不同參數(shù)對懸臂管道振動的影響34-43
- 4.4 小結(jié)43-44
- 第五章 隨從力作用時雙參數(shù)地基上含裂紋懸臂管道的穩(wěn)定性44-56
- 5.1 前言44
- 5.2 運動方程求解44-45
- 5.3 模態(tài)函數(shù)和頻率方程45-49
- 5.3.1 含裂紋懸臂輸流管道的頻率方程45-49
- 5.3.1.1 沒有裂紋時管道傳遞矩陣46-47
- 5.3.1.2 裂紋處管道段傳遞矩陣47-49
- 5.4 含裂紋輸流管道的計算結(jié)果與分析49-54
- 5.4.1 顫振失穩(wěn)的臨界流速49-50
- 5.4.2 裂紋深度、位置及分布隨從力對管道振動的影響50-54
- 5.5 小結(jié)54-56
- 第六章 結(jié)論與展望56-58
- 6.1 主要研究成果與結(jié)論56-57
- 6.2 研究展望57-58
- 參考文獻58-64
- 攻讀專業(yè)型碩士學位期間發(fā)表的主要學術(shù)論文64-66
- 致謝66
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